JP6676553B2 - 高強度薄鋼板のmag溶接用ワイヤ及びこれを使用したパルスmag溶接方法 - Google Patents
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Description
(1)厚さ1.2〜3.2mmである高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤにおいて、ワイヤ全質量に対する質量%で、C:0.05〜0.20%、Mn:1.5〜2.5%、Mo:0.4〜0.7%を含有し、Si:0.10%以下、P:0.03%以下、S:0.03%以下であり、残部はFe及び不可避不純物からなることを特徴とする高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤである。
400≦Ip(A)×Tp(msec) ≦800・・・・・(1)
Cは、溶接金属の強度を確保し溶滴を細粒化する作用があるが、本発明においては溶滴の細粒化と広幅ビードを得ることを目的に脱酸元素であるSiの含有量を低くしており、溶融金属の脱酸は主にCによって行う。Cが0.05%未満では、脱酸不足となり溶滴の細粒化が困難となってアークが不安定でビード外観が劣化する。また、スパッタ発生量が多く溶融金属の垂れが生じる。一方、Cが0.20%を超えると、溶融金属の粘性が劣り耐垂れ性を確保できない。また、スパッタ発生量が増加するばかりでなく、溶接金属を著しく硬化させ耐割れ性が劣化する。したがって、Cは0.05〜0.20%とする。
Mnは、脱酸剤として作用するとともに溶接金属の強度確保と溶融金属の粘度及び表面張力を適正化させる効果がある。Mnが1.5%未満では、その効果が得られず、溶融金属の粘度及び表面張力が劣化することから、溶融金属が垂れ、十分な耐ギャップ性が得られない。また、強度不足となる。一方、Mnが2.5%を超えると、溶滴が大きくなり短絡しやすくスパッタ発生の要因となる。さらに溶接金属が硬化して耐割れ性が劣化する。したがって、Mnは1.5〜2.5%とする。
Moは、溶接金属の組織を微細化して強度を向上させる元素である。またMoを添加することにより、溶滴形成性が良くなり、移行が安定してスパッタ発生量が少なくなる。Moが0.4%未満では、上記効果が得られず、溶接金属の強度が低くなる。また、スパッタ発生量が多くなる。一方、Moが0.7%を超えると、溶接金属が硬化して耐割れ性が劣化し、かつ溶滴形成性が悪く、移行が不安定になりスパッタ発生量が多くなる。したがって、Moは0.4〜0.7%とする。
Siは、少量添加することによって溶融金属の粘度及び表面張力を適正化させる。また、少量添加によって溶滴を細粒化すると共にアーク電圧を低くした場合においても溶滴が短絡し難く電圧条件の拡大に寄与できる。しかし、Siが0.10%を超えると、溶滴が大きくなることから短絡しやすくスパッタ発生の要因になる。また、溶融地の溶融金属が溶接速度に追従できずハンピングビードとなりやすい。さらに、スラグが多く生成してビード外観を劣化させる。したがって、Siは0.10%以下とする。なお、下限は特に限定しないが製鋼コストから0.005%以上であることが好ましい。
Pは不純物であり、Pの増加により溶接金属の割れを引き起こすので0.03%以下とする。好ましくは、0.010%以下である。
Sは不純物であり、Sの増加により溶接金属の割れを引き起こすので0.03%以下とする。好ましくは、0.015%以下である。
パルスピーク電流(Ip)が400A未満では、電磁ピンチ効果による溶滴の離脱がスムーズに行われなくなり、アークが不安定で、ビード幅が狭くなることから、十分な耐ギャップ性が得られない。一方、パルスピーク電流(Ip)が600Aを超えると、アーク力により溶融地が垂れ易くなる。したがって、パルスピーク電流(Ip)は400〜600Aとする。
パルスベース電流(Ib)は、ベース期間でアークを保持できる電流値が必要となる。パルスベース電流(Ib)が30A未満では、アークが不安定となり、80Aを超えると、溶滴の離脱が速やかに行われず、アークが不安定でスパッタ発生量が多くなる。したがって、パルスベース電流(Ib)は30〜80Aとする。
下記式(1)で示すパルス電流(Ip)とパルスピーク時間(Tp)の積(Ip×Tp)で得られる値を限定することによって、ピーク時間の短い領域でアーク電圧が高い場合においても、溶滴の短絡がピーク時及びベース時に適度に生じて溶融金属の垂れが生じ難く、広幅ビードが得られる。パルスピーク電流(Ip)とパルスピーク時間(Tp)の積(Ip×Tp)が400未満では、ピーク電流期間で溶滴を形成するためのエネルギーが不足し十分な溶滴の形成ができず、ビード幅が狭くなることから十分な耐ギャップ性が得られない。またIp×Tpが400未満では、溶融金属が垂れやすくなる。一方、パルスピーク電流(Ip)とパルスピーク時間(Tp)の積が800を超えると、過度に成長した溶滴が短絡しやすくなり再点弧時のアーク力で溶融地が吹き飛ばされることからスパッタ発生量が多くなるとともに溶融金属が垂れやすく、十分な耐ギャップ性が得られない。従ってIp×Tpは、下記式(1)で示される範囲とする。
400≦Ip(A)×Tp(msec)≦800 ・・・・(1)
2 後板
3 溶接金属
4 アンダーカット
5 スペーサ
6、61、62 ワイヤ狙い位置
7 溶接トーチ
W ビード幅
θ トーチ角度
G ギャップ長さ
Claims (2)
- 厚さ1.2〜3.2mmである高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤにおいて、
ワイヤ全質量に対する質量%で、
C:0.05〜0.20%、
Mn:1.5〜2.5%、
Mo:0.4〜0.7%を含有し、
Si:0.10%以下、
P:0.03%以下、
S:0.03%以下であり、
残部はFe及び不可避不純物からなることを特徴とする高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤ。 - 請求項1に記載の高強度薄鋼板のMAG溶接用ワイヤを使用したパルスMAG溶接方法において、
パルスピーク電流(Ip):400〜600A、
パルスベース電流(Ib):30〜80Aとし、
前記パルスピーク電流(Ip)とパルスピーク時間(Tp)が下記式(1)を満足するパルスを付加して溶接することを特徴とするパルスMAG溶接方法。
400≦Ip(A)×Tp(msec) ≦800・・・・・(1)
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